Question

【題目】煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。

I．將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

（1）能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有________(填序號)。

①升高反應(yīng)溫度②增加C的物質(zhì)的量③密閉定容容器中充入CO(g)

II．工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。

圖1 圖2

（2）圖1是表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4molH2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化情況。從反應(yīng)開始到平衡，用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v（H2）=__________________；

（3）圖2表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化。請結(jié)合圖像解釋催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因_______________________________，該反應(yīng)消耗1molCO時(shí)，______（填“放出”或“吸收”）__________KJ熱量。

Answer 1

【答案】①③ 0.15molL﹣1min﹣1 催化劑與反應(yīng)物分子形成中間態(tài)，極大降低了反應(yīng)活化能 放出 91

【解析】

（1）從影響反應(yīng)速率的因素分析；

（2）根據(jù)v=△c/△t進(jìn)行計(jì)算；

（3）催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是催化劑與反應(yīng)物分子形成中間態(tài)，極大降低了反應(yīng)活化能；利用反應(yīng)前后的總能量來分析反應(yīng)的能量變化。

（1）C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

①升高反應(yīng)溫度，可增大活化分子百分?jǐn)?shù)，反應(yīng)速率增大，故①正確；

②C為固體，增加C的物質(zhì)的量，反應(yīng)物的濃度不變，則反應(yīng)速率不變，故②錯(cuò)誤；

③密閉定容容器中充入CO(g)，氣體濃度增大，增大反應(yīng)物濃度，則反應(yīng)速率增大，故③正確。

故答案為：①③。

（2）由圖1可知，CO濃度變化量為1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，△t=10min，則v（CO）=0.75mol/L÷10min=0.075mol/（L·min），根據(jù)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（H2）=2v（CO）=2×0.075mol/（L·min）=0.15 mol/（L·min），故答案為：0.15 mol/（L·min）。

（3）催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是催化劑與反應(yīng)物分子形成中間態(tài)，極大降低了反應(yīng)活化能；由圖2可知，該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物為1molCO（g）和2molH2（g），生成物為1molCH3OH（g），△H=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol，所以當(dāng)反應(yīng)消耗1molCO時(shí)，放出91kJ的熱量，故答案為：催化劑與反應(yīng)物分子形成中間態(tài)，極大降低了反應(yīng)活化能；放出；91。